Luận văn Nghiên cứu lựa chọn chương trình, hoàn thiện nội dung và phương pháp tổ chức thực hành một số bài thí nghiệm vật lí đại cương nhằm nâng cao chất lượng thực hành cho sinh viên trường đại học kỹ thuật công nghiệp - Đại học Thái Nguyên

ân) vào bảng 1. Bƣớc 6: Các lần thực hiện tiếp theo: không cho con trƣợt Z tiếp xúc XYZ, vặn các núm xoay của hộp thập phân tới vị trí khác trong khoảng giá trị gần với giá trị của RX, sau đó lại tiến hành bƣớc 3, 4, 5. Ghi kết quả vào bảng 1. Bƣớc 7: Ghi các số liệu sau vào bảng 1: Độ dài L của dây điện trở XYZ trên thƣớc milimet . Độ chính xác L của thƣớc. Cấp chính xác 0 của hộp điện trở thập phân. Bƣớc 8: - Ngắt điện các dụng cụ đo điện - Tháo dây dẫn nối mạch điện. - Bàn giao dụng cụ thí nghiệm cho giáo viên. VI. Kết quả thí nghiệm cần báo cáo Bảng 1 Độ dài của thƣớc thẳng milimet, L = ................ (mm) Độ chính xác của thƣớc thẳng milimet, L = ..........................(mm) Cấp chính xác của hộp điện trở mẫu, 0 = ............................( ) Lần đo R0 () R0 () 1 2 3 + Tính sai số của các đại lƣợng đo trực tiếp: 0(dc)R = ...................() 0R = .......................() + Tính sai số và giá trị trung bình của điện trở cần đo RX. + Viết kết quả phép đo Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 60 VII. Câu hỏi kiểm tra 1. Chứng minh rằng phép đo điện trở RX bằng mạch cầu 1 chiều có sai số cực tiểu khi con trƣợt Z đặt ở chính giữa dây điện trở XYZ? 2. Tại sao phải điều chỉnh nguồn điện một chiều U để dòng điện mạch chính có cƣờng độ không đổi? 3. Từ các dụng cụ thí nghiệm trên có thể bố trí cách nào khác để đo RX không? 4. Nhận xét kết quả phép đo? Phần 2: ĐO SUẤT ĐIỆN ĐỘNG BẰNG MẠCH XUNG ĐỐI I. Mục đích thí nghiệm - Xác định suất điện động bằng mạch xung đối - Biết cách lắp mạch điện theo sơ đồ cho sẵn - Thu thập số liệu và viết kết quả phép đo II. Câu hỏi định hƣớng 1. Thế nào là mạch xung đối? 2. Trình bày phƣơng pháp đo suất điện động của một pin điện bằng mạch xung đối? Vẽ sơ đồ mạch điện 3. Tìm công thức xác định suất điện động của một pin điện bằng mạch xung đối. III. Cơ sở lý thuyết 1. Mạch xung đối Cấu tạo: nguồn điện U có điện áp lớn hơn Ex và E0 dùng cung cấp dòng điện I cho mạch điện hoạt động, một dây điện trở XY đồng chất tiết diện đều và con trƣợt Z có thể di chuyển dọc theo dây điện trở XYZ, một điện kế nhạy G có số đo 0 ở giữa thang đo dùng để phát hiện cƣờng độ dòng điện nhỏ chạy qua nó. Nguồn điện Ex hoặc E0 đƣợc mắc xung đối với nguồn điện U, tức là cực dƣơng (+) của nguồn điện Ex Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 61 hoặc E0 sẽ nối với cực dƣơng của nguồn điện U tại điểm X. Dòng điện do nguồn Ex hoặc E0 phát ra chạy tới điểm X có chiều ngƣợc với dòng điện I do nguồn điện U cung cấp nên chúng có thể bù trừ nhau. 2. Đo suất điện động của pin điện bằng mạch xung đối Suất điện động E của nguồn điện thƣờng đƣợc đo trực tiếp bằng một vônkế V nối với hai cực của nguồn điện tạo thành một mạch kín có dòng điện I chạy qua (H 2.6) Nếu điện trở trong của nguồn điện là r thì số chỉ của vônkế V cho biết hiệu điện thế U giữa hai cực của nguồn điện: U = E - I.r Ta thấy rõ U < E. Nhƣ thế phép đo suất điện động của nguồn điện bằng vônkế theo công thức trên sẽ mắc sai số càng lớn nếu vônkế V có điện trở trong Rv nhỏ (dòng điện I sẽ lớn) hoặc nguồn điện có suất điện động E nhỏ và có điện trở trong r lớn Muốn đo chính xác suất điện động của nguồn điện ta dùng phƣơng pháp so sánh suất điện động Ex của nguồn điện chuẩn bằng mạch xung đối Khi có dòng điện chạy qua nguồn điện Ex kim điện kế G sẽ lệch khỏi số 0. Nếu dịch chuyển con chạy dọc trên dây điện trở XZY ta sẽ tìm đƣợc vị trí của Z để kim điện kế G chỉ đúng số 0. Khi đó cƣờng độ dòng điện chạy qua nguồn điện Ex và điện kế G có giá trị bằng 0: Ix=IG=0, còn dòng điện chạy qua dây điện trở XZY có cùng cƣờng độ với dòng điện I do nguồn U cung cấp cho mạch chính. Theo (7) hiệu điện thế Ux giữa hai cực của nguồn điện Ex bằng: Ux=Vx-Vz=Ex (8) Hình 2.7: Mạch xung đối V E,r + - Hình 2.6 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 62 Mặt khác hiệu điện thế Ux có thể tính bằng: Ux=Vx-Vz=IRxz (9) Từ (8) và (9) suy ra: Ex=I.Rxz (10) Nếu thay nguồn điện Ex bằng nguồn chuẩn E0 khi đó cũng có: E0=I.Rxz’ (11) Kết hợp (10) và (11) có: 1 1 '0 'E L L R RE xz xzx  Hay 1 1 0 'L L EEx  Trong đó, L1 và L’1 là độ dài ứng với các vị trí của con chạy Z trên dây điện trở XZY khi dòng điện chạy qua điện kế G bằng 0. Nhƣ vậy: nếu biết suất điện động E0 của nguồn điện áp chuẩn đồng thời đo đƣợc độ dài L1,L’1 thì ta xác định đƣợc suất điện động Ex của nguồn điện cần đo. IV. Dụng cụ thí nghiệm + Một cầu dây gồm 1 dây điện trở căng trên giá đỡ nằm ngang có thƣớc thẳng dài 1000mm. + Một nguồn điện áp chuẩn E0=1,000 0,001V +Một pin điện cần đo kèm theo giá đỡ + Một nguồn điện U một chiều (0  6)V/150mA + Một đồng hồ đo điện đa năng hiệu số kiểu 830 B. + Một bộ dây dẫn nối mạch điện (8 dây). V. Trình tự thí nghiệm 1. Mắc mạch xung đối Bƣớc 1: Vặn núm xoay của nguồn điện U về vị trí 0, ampe kế A ở thang đo 200 mA. Bƣớc 2: Lắp mạch đo tƣơng ứng sơ đồ theo trình tự sau: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 63 - Điện kế G đặt ở vị trí thang đo G0. -Con trƣợt Z đặt ở giữa dây điện trở XZY tại vị trí 500 mm trên thƣớc milimet -Dùng dây nối chốt (+) của nguồn U với (+) của ampe kế, chốt (-) của ampe kế với chốt X, chốt (X) nối với chốt (+) của Ex , chốt (-) của nguồn Ex nối với chốt (-) của điện kế G, chốt Y nối với chốt (-) của nguồn U. - Mời giáo viên kiểm tra mạch điện trƣớc khi cắm phích lấy điện 2. Đo suất điện động Ex của pin điện Bƣớc 1: Gạt núm công tắc nguồn K, vặn từ từ núm xoay nguồn U để dòng điện chạy qua miliampe kế A có cƣờng độ không đổi I = 100÷120 mA và giữ nguyên giá trị này trong suốt quá trình đo tiếp theo. Bƣớc 2: Bấm con trƣợt Z tiếp xúc với dây điện trở XZY. Nếu kim của điện kế G lệch khỏi số 0 ta phải di chuyển từ từ con trƣợt Z dọc theo dây điện trở XZY để tìm vị trí thích hợp của con trƣợt Z sao cho kim điện kế G quay trở về đúng số 0. Ghi giá trị tƣơng ứng L1=XZ vào bảng 2. Bƣớc 3: Ngắt công tác nguồn K, và đƣa con chạy về vị trí chính giữa dây XY . Tiếp tục lặp lại phép đo từ bƣớc 1 đến bƣớc 2 thêm 4 lần . Bƣớc 4: Nhấn núm K để tắt nguồn Ex và tháo dây nối khỏi hai đầu chốt của nguồn Ex Lưu ý: Nếu tại bước 2 không quan sát thấy kim điện kế G lệch khỏi vỉtí số 0 hoặc trong quá trình đo thấy kim điện kế không ổn định phải kiểm tra tiếp xúc Z để chắc chắn có tiếp xúc giữa con chạy và dây điện trở XY. Bƣớc 5: Dùng dây nối chốt X với chốt (+) của nguồn chuẩn E0 và chốt (-) của nguồn này với chốt G (-) . Bƣớc 6: Lặp lại các bƣớc đo từ bƣớc 1 đến bƣớc 3 để xác định giá trị của độ dài L’1=XZ’ ghi vào bảng 2. Bƣớc 7: Ngắt điện, tháo dây nối mạch điện để gọn gàng, bàn giao dụng cụ cho giáo viên. Bƣớc 8: Ghi các số liệu sau vào bảng 2 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 64 Độ chính xác ∆L của thƣớc thẳng Suất điện động E0 của nguồn điện áp chuẩn VI. Kết quả thí nghiệm cần báo cáo Bảng 2 Độ chính xác ∆L của thƣớc thẳng: Suất điện động E0 của nguồn điện áp chuẩn: Lần đo L1(mm) L’1(mm) 1 2 3 Kết quả: - Tính sai số và giá trị trung bình của suất điện động cần đo Ex - Viết kết quả của phép đo suất điện động Ex VII. Câu hỏi kiểm tra 1. Nêu ƣu điểm của phƣơng pháp này so với phƣơng pháp dùng vônkế. 2. Tại sao phải luôn giữ dòng điện chạy qua miliampe kế A không đổi trong quá trình đo suất điện động của một pin điện ? 3. Nhận xét kết quả phép đo? BÀI 6: KHẢO SÁT GIAO THOA QUA KHE YOUNG DÙNG TIA LASER. XÁC ĐỊNH BƢỚC SÓNG ÁNH SÁNG I. Mục đích thí nghiệm - Hiểu đƣợc hiện tƣợng giao thoa ánh sáng. - Biết tạo ra hiện tƣợng giao thoa ánh sáng - Biết xác định bƣớc sóng ánh sáng bằng phƣơng pháp giao thoa. - Khảo sát hiện tƣợng sự phân bố cƣờng độ sáng trên ảnh giao thoa cho bởi khe Young. - Kỹ năng đọc thƣớc panme; sử dụng các dụng cụ đo điện; mắc mạch điện theo sơ đồ cho sẵn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 65 II. Câu hỏi định hƣớng 1.Cách sử dụng panme 2. Định nghĩa hiện tƣợng giao thoa ánh sáng. Giải thích sự xuất hiện các vân sáng và vân tối trong ảnh giao thoa.Thế nào là hai sóng kết hợp và cách chung để tạo ra chúng? 3. Nêu rõ các công thức xác định vị trí của các vân sáng và vị trí của các vân tối trên màn ảnh A. Từ đó suy ra công thức khoảng vân i III. Cơ sở lý thuyết 1. Hiện tƣợng giao thoa ánh sáng -Là hiện tƣợng gặp nhau của hai hay nhiều sóng ánh sáng. Kết quả là trong trƣờng giao thoa sẽ xuất hiện những vân sáng và vân tối xen kẽ nhau. Vân sáng hay cực đại giao thoa là quỹ tích của các vị trí tại đó các sóng sáng dao động cùng pha và tăng cƣờng nhau; còn vân tối hay cực tiểu giao thoa là quỹ tích của các vị trí tại đó các sóng sáng dao động ngƣợc pha và làm suy yếu nhau. - Hiện tƣợng giao thoa chỉ xảy ra khi các sóng ánh sáng là các sóng kết hợp nghĩa là các sóng ánh sáng có cùng tần số và có hiệu số pha không đổi theo thời gian. 2. Hiện tƣợng giao thoa ánh sáng qua khe Young Ánh sáng đơn sắc phát ra từ một nguồn khe S truyền qua hai khe hở hẹp song song S1, S2 nằm rất gần nhau trên màn chắn P. Đặt màn ảnh A song song với màn chắn P và cách P khá xa để quan sát ảnh giao thoa (Hình 2.8) Xét hai nguồn kết hợp S1,S2 Giả sử dao động sáng tại S1, S2 cùng đƣợc biểu diễn bởi phƣơng trình x = a0.cos2πν.t Khi truyền tới giao nhau tại điểm M trên màn ảnh A với d1=S1M và d2=S2M, các dao động sáng này sẽ có dạng: x1 = a1.cos2π(ν.t-d1/λ) x2 = a2.cos2π(ν.t-d2/λ) Hình 2.8 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 66 Gọi a là khoảng cách giữa hai khe hẹp S1S2 , x là khoảng cách từ điểm M đến điểm giữa O của màn ảnh A và D là khoảng cách từ màn ảnh A đến màn chắn P. Vì a << D và x << D nên các tia sáng S1M và S2M nghiêng trên nhau rất ít. Hai dao động sáng x1 và x2 tại điểm M coi nhƣ cùng phƣơng và dao động sáng tổng hợp tại điểm M sẽ có giá trị bằng: x’= x1 + x2 = a1.cos2π(ν.t-d1/λ) + a2.cos2π(ν.t-d2/λ) Biên độ dao động sáng tổng hợp tại M:  21 2 2 2 1 2 2 aaaaa cos  12 2 dd    Phụ thuộc vào hiệu pha của hai dao động:  12 2 dd    =   2 Vì cƣờng độ sáng I tại điểm M tỷ lệ với bình phƣơng của biên độ sóng sáng tại điểm đó. Suy ra cƣờng độ sáng I tại điểm M sẽ đạt : - Giá trị cực đại Imax ứng với vân sáng hay cực đại giao thoa khi cos   2 =1 Hay ∆ = d2-d1 = .k với k = 0,1,2…. - Giá trị cực tiểu Imin ứng với vân tối hay cực tiểu giao thoa khi cos   2 =-1 hay ∆ = d2 - d1 =   2 .12   k với k = 0,1,2….. Nhƣ vậy, điểm M sẽ là vân sáng hay cực đại giao thoa khi hiệu đƣờng đi của hai sóng sáng giao nhau tại đó bằng một số chẵn lần của nửa bƣớc sóng và điểm M sẽ là vân tối hay cực tiểu giao thoa khi hiệu đƣờng đi của hai sóng sáng giao nhau tại đó bằng một số lẻ lần của nửa bƣớc sóng. - Vị trí của vân sáng hay cực đại giao thoa xác định bởi công thức: x = xs = .k .D/a Vân sáng ứng với k = 0 trùng với điểm giữa O trên màn ảnh A gọi là vân sáng giữa. Các vân sáng khác ứng với k = 1,2… nằm đối xứng với nhau về hai phía của vân sáng giữa. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 67 - Vị trí của vân tối hay cực tiểu giao thoa xác định bởi công thức: x = xt = ).2/1(  k .D/a Các vân tối ứng với k = 0,1,2… cũng nằm đối xứng với nhau về hai phía của vân sáng giữa O và nằm xen kẽ giữa các vân sáng. - Các vân sáng hoặc vân tối trên màn ảnh A nằm cách đều nhau nhƣng cƣờng độ sáng của các vân này không bằng nhau mà giảm dần từ vân sáng giữa về hai phía của nó. Khoảng cách i giữa hai vân sáng (hoặc vân tối) kế tiếp nhau gọi là khoảng vân a D i   Nhƣ vậy, ta có thể xác định đƣợc bƣớc sóng λ của ánh sáng đơn sắc nếu biết trƣớc các khoảng cách a, D và đo đƣợc khoảng vân i. IV. Dụng cụ thí nghiệm - Nguồn phát diode laser (3,8 V- 5 mW) - Khe Young và hộp bảo vệ - Cảm biến photodiode silicon - Bộ khuếch đại chỉ thị cƣờng độ phổ giao thoa - Thƣớc panme 25mm, chính xác 0,01mm - Hệ thống giá đỡ thí nghiệm và bàn trƣợt - Đồng hồ đa năng dùng làm ampe kế V. Trình tự thí nghiệm 1. Xác định bƣớc sóng ánh sáng Bƣớc 1: Cắm phích lấy điện của bộ nguồn nuôi diode laser vào nguồn điện xoay chiều 220V.Bật công tắc K của diode laser sẽ nhận đƣợc chùm laser màu đỏ. Bƣớc 2: Vặn cán thƣớc panme P ở vị trí 12mm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 68 Bƣớc 3: Đặt khe Young Y nằm nghiêng không chắn chùm tia laser . Bƣớc 4: Điều chỉnh vị trí của diode laser sao cho cửa sổ của nó nằm ở cùng độ cao với khe hở của mặt cảm biến quang điện và chùm tia laser chiếu đúng vào giữa khe hở của cảm biến quang điện Hình 2.9: Thiết bị khảo sát giao thoa qua khe Young dùng tia laser Bƣớc 5: Chỉnh chuẩn trực với hệ quang học của khe Young: + Đặt giá của khe Young trở lại bàn quang học cách đèn laser khoảng 10 cm sao cho chùm laser chiếu vuông góc chính giữa mặt phẳng khe Young. Khi đó chùm sáng phản xạ từ mặt khe Young sẽ cho vệt sáng trùng đúng cửa sổ của đèn laser. + Áp sát cạnh của bàn trƣợt trên đó có khe Young vào gần đèn laser rồi từ từ dịch ra xa cho tới sát cảm biến quang điện và quan sát vệt sáng phản xạ trên cửa sổ của đèn laser. Nếu vệt sáng này bị lệch về phía nào thì ta vặn hơi lỏng vít hãm đèn laser quay về phía ngƣợc lại điều chỉnh sao cho dù khe Young di chuyển thế nào thì vệt sáng phản xạ vẫn không bị di chuyển trên cửa sổ đèn laser. Khi đó trên mặt cảm biến quang điện sẽ có một hệ vân song song cách đều nhau. Bƣớc 6: Đặt bàn trƣợt ở vị trí sao cho mặt khe Young nằm cách mặt hộp cảm biến quang điện một khoảng không đổi D = 75cm. Giữ cố định khoảng cách này trong suốt quá trình thực hiện phép đo. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 69 Bƣớc 7: Cắm phích lấy điện của bộ khuếch đại chỉ thị phổ giao thoa vào nguồn điện 220V. Vặn núm biến trở Rf về vị trí tận cùng bên phải. Vặn núm chuyển thang đặt ở vị trí 1,5. Bật núm nguồn đồng hồ đa năng, đặt ở vị trí DCA 2mA. Chú ý: nối chốt (- ) của bộ khuếch đại với chốt (-) của đồng hồ đa năng , chốt (+) của bộ khuếch đại với chốt (+) của đồng hồ đa năng. Bƣớc 8: Tiến hành kiểm tra số 0 của miliampe kế: che sáng hoàn toàn khe hở của cảm biến quang điện, nếu ampe kế lệch khỏi số 0 thì vặn từ từ núm “qui 0” của  V để điều chỉnh số chỉ ampe kế về đúng số 0. Giữ nguyên vị trí này của núm “qui 0” trong suốt thời gian tiến hành thí nghiệm. Bƣớc 9: Vặn từ từ panme sao cho vạch sáng giữa (có cƣờng độ lớn nhất) trên ảnh giao thoa lọt đúng vào giữa khe hở trên mặt hộp A của cảm biến quang điện. Khi đó số chỉ của ampe kế sẽ lớn nhất .Vặn nhẹ núm xoay của Rf ngƣợc chiều quay của kim đồng hồ sao cho số chỉ của am pe kế trong khoảng 80-90 μA (nếu không đạt đƣợc độ lệch này thì phải vặn núm chuyển mạch thang đo sang vị trí 15). Bƣớc 10: Xác định bƣớc sóng của chùm laser Vặn từ từ panme để đo khoảng cách L của 10 vân sáng (mỗi bên của vân trung tâm lấy 5 vân ) từ đó suy ra khoảng vân i: 10 L i  Đọc và ghi giá trị của L trên thƣớc panme vào bảng 1 Chú ý: nếu ánh sáng ngoại lai quá lớn thì không đo được khoảng cách của 10 khoảng vân, trong trường hợp đó ta có thể đo khoảng cách của 4 hoặc 6 khoảng vân từ đó tính khoảng vân i Bƣớc 11: Lặp lại các bƣớc 9,10 thêm 2-3 lần nữa và ghi số liệu vào bảng 1 Bƣớc 12: Từ công thức tính khoảng vân , ta suy ra giá trị bƣớc sóng của chùm laser: D La .10 .  Bƣớc 13: ghi các số liệu sau vào bảng 1: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 70 - Khoảng cách a giữa hai khe hẹp S1S2 - Khoảng cách D từ 2 khe đến màn - Độ chính xác của panme 2. Khảo sát sự phân bố cƣờng độ sáng trên ảnh giao thoa cho bởi khe Young Vì cƣờng độ sáng trong ảnh giao thoa của chùm tia laser tỷ lệ với cƣờng độ I của dòng quang điện nên ta có thể khảo sát sự phân bố cƣờng độ sáng trong ảnh giao thoa của chùm tia laser bằng cách khảo sát sự biến thiên cƣờng độ I của dòng quang điện phụ thuộc vào vị trí x của các vân sáng nằm ở hai bên vân sáng chính giữa. Bƣớc 1: Tìm vị trí vân sáng trung tâm. Ghi vị trí và cƣờng độ vân sáng trung tâm vào bảng 1. Bƣớc 2: Vặn từ từ panme để dịch khe hở của cảm biến quang điện lùi dần về bên phải mỗi lần 0,2 mm (cho đến khi cách vân trung tâm khoảng 5mm thì dừng lại), ghi kết quả cƣờng độ dòng điện tƣơng ứng với các vị trí ấy vào bảng 2. Bƣớc 3: Lặp lại bƣớc thí nghiệm trên từ vân sáng trung tâm về bên trái và ghi số liệu vào bảng 2 Bƣớc 4: Vẽ đồ thị I = f(x) Bƣớc 5: Nhận xét đồ thị thu đƣợc. Lưu ý: Để vẽ đồ thị được chính xác thì ta có thể vặn panme khoảng nhỏ hơn 0,2mm, ghi giá trị cường độ dòng điện tương ứng với các vị trí ấy vào bảng 2. VI. Kết quả thí nghiệm cần báo cáo 1. Xác định bƣớc sóng của chùm tia laser Bảng 1 Khoảng cách giữa hai khe hẹp S1S2 a =………….(mm) - Khoảng cách từ 2 khe đến màn D =………….(mm) - Độ chính xác của panme ∆x =………….(mm) Lần đo L(mm) 1 2 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 71 - Tính giá trị trung bình của bƣớc sóng λ - Tính sai số của bƣớc sóng λ - Viết kết quả của phép đo bƣớc sóng λ 2. Khảo sát sự phân bố cƣờng độ sáng trong ảnh giao thoa của chùm tia laser Bảng 2 Chiều lùi dần về bên phải của cảm biến QĐ Chiều lùi dần về bên trái của cảm biến QĐ x(mm) I(μA) x(mm) I(μA) x(mm) I(μA) x(mm) I(μA) 0 0 0,2 0,2 0,4 0.4 Vẽ đồ thị I=f(x) VII. Câu hỏi kiểm tra 1. Nhận xét về sự phân bố cƣờng độ sáng trên hệ vân và giải thích? 2. Hãy nêu một vài phƣơng pháp khác để tạo ra hai sóng kết hợp? 3. Các khoảng vân sẽ thay đổi nhƣ thế nào nếu tăng khoảng cách từ hai khe đến màn? 4. Có thể xác định bƣớc sóng ánh sáng trong thí nghiệm giao thoa thông qua các vân tối không? Vì sao? 5. Tại sao để đo khoảng vân ta lại đo nhiều vân rồi chia khoảng cách cho số vân? Tại sao màn chắn lại phải đặt ở khoảng cách xa so với hai nguồn kết hợp? 6. Nhận xét đồ thị và kết quả phép đo? (Các bài thí nghiệm còn lại xem phụ lục 3) I(µA) x(mm) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 72 2.3. PHƢƠNG PHÁP TỔ CHỨC THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM VLĐC 2.3.1. Cơ sở của việc đổi mới phƣơng pháp tổ chức thực hành vật lí đại cƣơng - Căn cứ vào cơ sở lý luận của đề tài - Căn cứ vào thực trạng của việc tổ chức thực hành, đánh giá kết quả thí nghiệm vật lí đại cƣơng của trƣờng ĐHKTCN- ĐHTN (chƣơng I). - Căn cứ vào chất lƣợng thực hành của SV trong những năm gần đây. -Căn cứ vào tham khảo cách tổ chức, hƣớng dẫn của các trƣờng khác nhƣ: ĐHBK Hà Nội, ĐHSP Thái nguyên… 2.3.2. Đổi mới phƣơng pháp tổ chức, đánh giá kết quả thực hành thí nghiệm vật lí đại cƣơng. 2.3.2.1. Công tác tổ chức thực hành thí nghiệm - Giáo viên phải tạo ra môi trƣờng học tập chủ động sáng tạo cho sinh viên. - Số lƣợng SV của mỗi nhóm thí nghiệm đông (15-20 SV/ nhóm) mà dụng cụ thí nghiệm chỉ có một bộ nên phải chia nhỏ nhóm thí nghiệm để tạo điều kiện cho SV có thể tiếp cận với dụng cụ thí nghiệm. Cũng có thể chia nhóm thí nghiệm thành 2-3 nhóm nhỏ, mỗi nhóm tiến hành một nội dung của bài thí nghiệm. - Sinh viên phải chuẩn bị bài trƣớc ở nhà theo yêu cầu của giáo viên. - GV kiểm tra những kiến thức mà SV đã chuẩn bị ở nhà trƣớc khi vào thí nghiệm. - GV đặt ra các câu hỏi để SV thảo luận, giải thích trên cơ sở lý thuyết đã học. - Giáo viên quan sát và hƣớng dẫn quá trình tiến hành thí nghiệm của sinh viên đồng thời kiểm tra những hiểu biết của sinh viên về bài thí nghiệm. - Nếu có thời gian yêu cầu sinh viên xử lý số liệu ngay tại lớp, từ đó có thể chỉ cho sinh viên những thiếu sót, sai lầm cần trình bày khi làm báo cáo. 2.3.2.2. Công tác đánh giá kết quả thực hành thí nghiệm Chia thành các điểm thành phần với tỷ lệ nhƣ sau: - Điểm tích cực thực hiện thí nghiệm: 10% - Điểm sáng tạo trong việc thảo luận: 10% Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 73 - Điểm chuẩn bị bài ở nhà: 20% - Điểm viết kết quả báo cáo thí nghiệm: 60% . KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 Xuất phát từ thực trạng của việc thực hành thí nghiệm vật lí đại cƣơng của sinh viên trƣờng ĐHKTCN-ĐHTN, và tham khảo chƣơng trình thí nghiệm của một số trƣờng kỹ thuật khác chúng tôi đã lựa chọn chƣơng trình thí nghiệm vật lí đại cƣơng phù hợp với chƣơng trình học của SV, từ đó hoàn thiện nội dung chƣơng trình cũng nhƣ đƣa ra một số đổi mới trong việc tổ chức thực hành cho sinh viên với mong muốn nâng cao đƣợc chất lƣợng thực hành vật lí nói riêng và chất lƣợng giáo dục nói chung. Trong chƣơng này, chúng tôi đã trình bày các vấn đề sau: - Lựa chọn chƣơng trình thí nghiệm vật lí đại cƣơng - Hoàn thiện nội dung một số bài thí nghiệm thực hành vật lí đại cƣơng - Phƣơng pháp tổ chức thực hành thí nghịêm vật lí đại cƣơng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 74 Chƣơng 3 THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1. MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sƣ phạm Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm là kiểm tra, đánh giá tính đúng đắn và tính khả thi của giả thuyết khoa học đã đƣa ra về việc lựa chọn chƣơng trình, hoàn thiện nội dung và phƣơng pháp tổ chức thực hành vật lí đại cƣơng cho sinh viên trƣờng ĐHKTCN-ĐHTN. Qua thực nghiệm sƣ phạm (căn cứ vào quá trình thực nghiệm sƣ phạm, kết quả thực nghiệm sƣ phạm, phân tích, xử lý, thống kê các số liệu thu đƣợc) để làm rõ các vấn đề sau: - Kiểm tra chƣơng trình mới lựa chọn có phù hợp với đối tƣợng SV không? - Kiểm tra nội dung đƣợc biên soạn lại có dễ hiểu và hợp lí trong quá trình thí nghiệm không? - Đổi mới cách tổ chức hƣớng dẫn, SV có tích cực, tự giác tiến hành thí nghiệm hay không? - Chất lƣợng thực hành vật lí đại cƣơng của SV có đƣợc nâng cao hơn khi lựa chọn chƣơng trình, hoàn thiện nội dung và thay đổi cách tổ chức hƣớng dẫn thực hành cũng nhƣ đánh giá kết quả thí nghiệm so với trƣớc đó hay không? Từ đó rút ra những kết luận về tính hiệu quả của quá trình thực hành thí nghiệm vật lí đại cƣơng. - Hoàn thiện nội dung chƣơng trình, phƣơng pháp tổ chức, điều chỉnh, bổ sung cho phù hợp với thực trạng trong tiến trình thực hành thí nghiệm vật lí đại cƣơng. 3.1.2. Đối tƣợng và nội dung thực nghiệm sƣ phạm * Đối tƣợng thực nghiệm Thực nghiệm đƣợc tiến hành với hai nhóm đối tƣợng là SV năm thứ 2 khoa cơ và khoa điện: một nhóm là nhóm thực nghiệm, một nhóm là nhóm đối chứng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 75 * Nội dung thực nghiệm sƣ phạm -Ở nhóm thực nghiệm: Chúng tôi tổ chức cho SV thực hành với các bài thí nghiệm mới biên soạn lại và hƣớng dẫn theo phƣơng pháp mới. Các bài học mà chúng tôi tiến hành gồm có 04 bài: Bài 2: Phép đo độ dài. Thƣớc kẹp, panme. Bài 4: Xác định tỷ số nhiệt dung phân tử Cp/Cv Bài 5: Đo điện trở bằng mạch cầu Wheaston. Đo suất điện động bằng mạch xung đối. Bài 6: Khảo sát giao thoa qua khe Young dùng tia laser. Xác định bƣớc sóng ánh sáng. - Ở nhóm đối chứng: Chúng tôi cũng tổ chức cho SV tiến hành thí nghiệm các bài nhƣ ở lớp thực nghiệm nhƣng hình thức đƣợc giữ nguyên nhƣ đang hƣớng dẫn hiện nay và tài liệu cũng chƣa đƣợc biên soạn lại. 3.2. PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.2.1. Chuẩn bị thực nghiệm - Chọn nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng: chọn số học sinh ở các nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng là bằng nhau (số lƣợng là 20 SV), có kết quả học tập tƣơng đƣơng. - Chuẩn bị điều kiện cần thiết để chuẩn bị cho công tác thực nghiệm sƣ phạm: + Trao đổi ý kiến với tổ chuyên môn về mục đích, nội dung, phƣơng pháp thực nghiệm. + Chọn cặp nhóm thực nghiệm và đối chứng. - Chuẩn bị cơ sở vật chất cho việc thực nghiệm: Chuẩn bị phòng học và thiết bị thí nghiệm 3.2.2. Hình thức tổ chức quá trình thực nghiệm sƣ phạm Tạo môi trƣờng học tập chủ động sáng tạo cho sinh viên + Ở nhóm đối chứng: hƣớng dẫn thí nghiệm theo phƣơng pháp nhƣ hiện nay đang thực hiện. Tài liệu hƣớng dẫn thí nghiệm thực hành đƣợc phát cho SV để SV chuẩn bị bài trƣớc ở nhà. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 76 Bài thực hành thí nghiệm gồm có: Đầu tiên, SV phải trả lời các câu hỏi của GV liên quan tới bài thí nghiệm (dƣới hình thức vấn đáp); sau đó đến phần thực hiện thí nghiệm: SV tiến hành thí nghiệm, GV quan sát, uốn nắn và sửa sai cho SV. Các kết quả thu đƣợc ở lớp sẽ đƣợc GV xác nhận, SV về nhà hoàn thành bài thí nghiệm, sau khi thí nghiệm xong 03 buổi thí nghiệm SV về nhà hoàn thiện và nộp bài cho GV chấm. Kết quả của bài báo cáo dùng để đánh giá kết quả thí nghiệm môn vật lí của SV. + Ở nhóm thực nghiệm: Tài liệu thí nghiệm cũng đƣợc phát trƣớc cho SV để SV chuẩn bị bài trƣớc ở nhà. Bài thực hành thí nghiệm gồm có: Thứ nhất, SV phải nộp bài chuẩn bị ở nhà cho giáo viên (tóm tắt cơ sở lý thuyết của bài thí nghiệm sẽ làm, chú ý tới một số công thức cuối cùng chứa đựng các đại lƣợng cần quan tâm để hiểu mục